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驱动桥摆线准双曲面齿轮啮合效率优化设计研究

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中国机械工程 2024年

作者：王钦贺迪薛建华彭金范子杰清华大学车辆与运载学院汽车安全与节能国家重点实验室陕西汉德车桥有限公司汉德车桥(株洲)齿轮有限公司

连续分度加工的摆线准双曲面齿轮具有生产周期短的特点，在商用车驱动桥领域得到了广泛的应用。齿面修形状态对齿轮副接触性能影响显著。本文基于齿轮摩擦加载接触分析方法(FLTCA)，建立了摆线准双曲面齿轮啮合效率优化设计方法。首先... 详细信息

连续分度加工的摆线准双曲面齿轮具有生产周期短的特点，在商用车驱动桥领域得到了广泛的应用。齿面修形状态对齿轮副接触性能影响显著。本文基于齿轮摩擦加载接触分析方法(FLTCA)，建立了摆线准双曲面齿轮啮合效率优化设计方法。首先，通过预设空载传动误差峰峰值和接触区位置，实现了对摆线准双曲面齿轮正、反车齿面的修形设计。然后基于修形面设计，以行驶工况下齿轮啮合效率最大为优化目标，并综合考虑了齿轮副加载传动误差峰峰值、双侧齿面满载接触印迹分布以及最大接触应力建立了优化分析模型。为了提高优化模型的求解速度，采用Kriging代理模型结合多岛遗传算法对优化模型进行了求解。最后，对某型号商用驱动桥摆线准双曲面齿轮副进行了实例设计和试验验证，通过空载接触印迹试验和整桥效率试验验证了本文优化方法的有效性。

关键词：驱动桥摆线准双曲面齿轮接触分析啮合效率优化

中国产业链风险敞口的测度、结构及国际比较——基于生产链长度视角

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管理世界 2024年第4期40卷 1-26,46页

作者：倪红福钟道诚范子杰中国社会科学院大学应用经济学院中国社会科学院经济研究所中国人民大学应用经济学院湖南大学经济与贸易学院

保障产业链安全运行一直是中国式现代化进程中的关注重点,也是提升中国产业链、供应链现代化水平的关键。然而,跟踪产业链风险的测度指标相对缺乏,且存在概念混淆。鉴于此,本文基于全球价值链生产长度视角,并结合国家间双边关系、不可... 详细信息

保障产业链安全运行一直是中国式现代化进程中的关注重点,也是提升中国产业链、供应链现代化水平的关键。然而,跟踪产业链风险的测度指标相对缺乏,且存在概念混淆。鉴于此,本文基于全球价值链生产长度视角,并结合国家间双边关系、不可替代程度等因素,提出了全球产业链风险敞口、风险收益比新概念和新测度方法,并进行了实证测算。研究发现:(1)总体上,不同方法测算得到的中国整体产业链需求端和供给端风险敞口都呈现出先上升后下降趋势,但不考虑国家间双边关系、生产环节的不可替代性等因素,或使用传统GVC参与度方法都会低估中国产业链风险敞口。(2)不同行业和不同技术水平产业的风险敞口存在显著差异,从大到小依次为制造业、服务业、农业,高技术制造业近1/3的生产长度暴露在国外,产业链受到外部冲击而断裂的风险较大。(3)中国产业链需求端风险敞口处于中游水平,高于美国,但低于世界其他发达国家;中国在世界贸易中所面临的风险大于收益,而世界其他国家在中国的收益大于风险。(4)各国家部门产业链风险敞口总体上具有一定监测预警作用,即某一国家部门风险敞口越大,在不利冲击下(如疫情)其贸易量下降的幅度可能就越大。

关键词：全球产业链风险敞口脆弱性产业链韧性生产长度

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扩大进口与全球价值链

国际贸易研究 2024年第5期

作者：范子杰钟道诚彭思仪

扩大进口是“以高水平开放推动高质量发展”的重要抓手。本文从非对称性进口贸易成本削减视角出发，量化分析扩大进口对全球价值链的影响。文章通过区分中间品和最终品贸易份额和支出，将服务业拓展为可贸易行业，构建了一个包含全球价... 详细信息

扩大进口是“以高水平开放推动高质量发展”的重要抓手。本文从非对称性进口贸易成本削减视角出发，量化分析扩大进口对全球价值链的影响。文章通过区分中间品和最终品贸易份额和支出，将服务业拓展为可贸易行业，构建了一个包含全球价值链特征的可量化一般均衡分析模型，在此基础上量化分析了2000-2014年不同用途产品非对称性进口贸易成本削减对中国全球价值链参与度和位置的影响。结果表明：（1）中国加入WTO削减非对称性进口贸易成本使得中国更深层次融入全球价值链，GVC前向参与度与后向参与度指数分别提升了53.7%与197.3%，这个变化主要是由于制造业中间品进口贸易成本削减导致的；（2）仅削减进口贸易成本会使中国更趋近于全球价值链下游，整体位置指数下降了14%，主要原因在于进口中间品激增导致中国前向生产长度指数中的国内生产长度减少，但中国前向生产长度指数的GVC生产长度却是提高的；（3）相对发达国家而言，中国的平均进口贸易成本仍然较高，将中国非对称性进口贸易成本进一步削减至发达国家平均水平，会使中国GVC前向参与度和后向参与度分别提高155.6%和176.5%。本文对理解扩大进口战略的影响和政策措施具有重要意义。

关键词：扩大进口全球价值链非对称性贸易成本反事实模拟一般均衡分析　　import expansion global value chains asymmetric trade cost general equilibrium analysis counterfactuals

来源：人大复印报刊资料评论

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焊接热源参数优化方法研究及验证

清华大学学报（自然科学版） 2022年第2期62卷 367-373页

作者：张红卫桂良进范子杰清华大学车辆与运载学院汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

焊接过程温度场的准确计算,对焊接残余应力及变形分析起着决定性作用。焊接热源中的形状参数直接决定焊接温度场的分布,而热源形状参数的确定一般需要根据实际焊缝形状使用试算法反复调整,效率和精度对研究人员的经验依赖性强。该文提... 详细信息

焊接过程温度场的准确计算,对焊接残余应力及变形分析起着决定性作用。焊接热源中的形状参数直接决定焊接温度场的分布,而热源形状参数的确定一般需要根据实际焊缝形状使用试算法反复调整,效率和精度对研究人员的经验依赖性强。该文提出了一种热源形状参数优化模型,可用于各类热源形状参数的估计。使用多软件协同计算的方法,实现对优化模型的求解。通过对试验案例进行有限元模拟,与试验结果进行了对比验证。结果表明,基于该文提出的热源形状参数优化方法,可减少重复建模的工作量,并得到最优的热源参数,降低了焊接温度场模拟的效率与精度对研究人员经验的依赖性。

关键词：焊接热分析热源参数优化模型有限元分析

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焊接残余应力对桥壳疲劳寿命的影响研究

机械工程学报 2022年第24期58卷 102-110页

作者：张红卫桂良进范子杰清华大学车辆与运载学院北京100084

桥壳作为驱动桥的核心零部件,其疲劳寿命对驱动桥乃至整车安全性有决定性的影响,对于制造过程中使用焊接工艺的桥壳,焊接残余应力的影响不容忽略。以某商用车驱动桥桥壳为研究对象,在获得其焊接残余应力分布的基础上,分析焊接残余应力... 详细信息

桥壳作为驱动桥的核心零部件,其疲劳寿命对驱动桥乃至整车安全性有决定性的影响,对于制造过程中使用焊接工艺的桥壳,焊接残余应力的影响不容忽略。以某商用车驱动桥桥壳为研究对象,在获得其焊接残余应力分布的基础上,分析焊接残余应力对桥壳在静态载荷和动态循环载荷工况下应力应变响应的影响。使用应变-寿命分析方法对桥壳在弯曲疲劳试验工况下的寿命进行预测,并与台架试验结果进行对比,结果表明考虑焊接残余应力时,疲劳寿命次数和破坏位置的预测结果与试验结果吻合较好,验证桥壳疲劳寿命预测模型的准确性。与不考虑焊接残余应力的模型相比,焊接残余应力导致桥壳疲劳寿命次数降低,且失效位置不同,说明了疲劳寿命预测时考虑焊接残余应力的必要性。本文方法可推广应用于含有焊接残余应力的结构疲劳寿命预测,为结构优化设计提供指导。

关键词：桥壳焊接残余应力疲劳寿命有限元分析

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驱动桥桥壳焊接残余应力仿真及试验验证

清华大学学报（自然科学版） 2022年第1期62卷 116-124页

作者：张红卫桂良进范子杰清华大学车辆与运载学院汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

焊接残余应力对驱动桥桥壳结构的强度有着不可忽略的影响,以试验方法研究桥壳结构的焊接残余应力成本较高,且难以获得整个结构的焊接残余应力分布。该文基于有限元法对某商用车驱动桥桥壳的焊接残余应力进行了仿真计算,考虑了焊接过程... 详细信息

焊接残余应力对驱动桥桥壳结构的强度有着不可忽略的影响,以试验方法研究桥壳结构的焊接残余应力成本较高,且难以获得整个结构的焊接残余应力分布。该文基于有限元法对某商用车驱动桥桥壳的焊接残余应力进行了仿真计算,考虑了焊接过程中相变引起的材料强度变化和体积变化,并与中子衍射法在桥壳焊缝附近的残余应力试验结果进行了对比,验证了仿真结果的准确性。该方法可获得桥壳焊接残余应力整体分布,为桥壳优化设计提供指导。

关键词：桥壳焊接残余应力有限元分析

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考虑系统变形的电驱动桥齿轮啮合效率研究

机械工程学报 2023年第3期59卷 66-75页

作者：王钦贺迪桂良进范子杰清华大学车辆与运载学院汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

传动效率是电驱动桥重要性能指标之一,实际使用条件下,由于齿轮、轴、轴承以及壳体等部件的负载变形,齿轮副之间存在啮合错位。为了准确预测电驱动桥传动系的啮合效率,提出了一种考虑系统变形的电驱动桥齿轮啮合效率计算方法。首先基于... 详细信息

传动效率是电驱动桥重要性能指标之一,实际使用条件下,由于齿轮、轴、轴承以及壳体等部件的负载变形,齿轮副之间存在啮合错位。为了准确预测电驱动桥传动系的啮合效率,提出了一种考虑系统变形的电驱动桥齿轮啮合效率计算方法。首先基于传动系等效啮合模型,计算不同载荷工况下传动系每个齿轮副之间的啮合错位量,采用考虑摩擦的齿轮加载接触分析方法(FLTCA)和混合润滑摩擦系数模型对齿轮副的齿面接触力和齿面摩擦系数分布进行计算,得到系统功率损失及啮合效率。然后,与商用有限元软件计算结果进行对比,验证了计算方法的准确性。最后,针对不同载荷工况和不同转速分析了考虑和不考虑系统变形的系统啮合效率,结果表明:随着转矩的增加,系统变形增大,齿轮副之间的错位量增加,导致齿轮副之间发生偏载,齿面摩擦系数增加,系统啮合效率呈下降趋势。

关键词：电驱动桥系统变形错位量混合润滑啮合效率齿轮加载接触分析

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三向编织复合材料弹性性能研究

工程力学 2009年第1期26卷 31-36页

作者：张平桂良进范子杰清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

基于均匀应变假设和界面连续性条件,并考虑到编织向纤维束波动周期在特定区域沿着自身横向的渐变,建立了一种分析三向编织复合材料弹性性能的理论预测方法。对比理论分析和实验研究结果,验证了理论预测方法的正确性。参数研究表明:在同... 详细信息

基于均匀应变假设和界面连续性条件,并考虑到编织向纤维束波动周期在特定区域沿着自身横向的渐变,建立了一种分析三向编织复合材料弹性性能的理论预测方法。对比理论分析和实验研究结果,验证了理论预测方法的正确性。参数研究表明:在同一纤维体积分数条件下,随着编织角的增大,纵向弹性模量逐渐减小而横向弹性模量逐渐增大,面内剪切弹性模量和泊松比先增大后减小(分别在约50°和35°时达到最大值);随着轴向纤维束与编织向纤维束大小之比的增大,纵向弹性模量逐渐增大,而横向弹性模量、面内剪切弹性模量和泊松比逐渐减小。

关键词：复合材料弹性性能三向编织均匀应变界面连续

扩大进口政策的贸易与福利效应——基于投入产出结构的一般均衡模型分析

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国际贸易问题 2022年第4期 1-19页

作者：范子杰张亚斌魏思超湖南大学经济与贸易学院

本文聚焦于关税成本变化,量化分析了扩大进口带来的贸易与福利效应。在完全竞争情形下,构建了一个纳入投入产出结构的多国多部门异质性企业一般均衡分析模型,结合中国加入WTO这一事件,讨论了扩大开放下中间品和最终品关税削减变化的贸... 详细信息

本文聚焦于关税成本变化,量化分析了扩大进口带来的贸易与福利效应。在完全竞争情形下,构建了一个纳入投入产出结构的多国多部门异质性企业一般均衡分析模型,结合中国加入WTO这一事件,讨论了扩大开放下中间品和最终品关税削减变化的贸易和福利效应。本文研究了在全球价值链下中间品和最终品关税的变化对不同用途产品贸易所产生的促进和抑制效应,发现一国对不同用途产品的关税削减可能带来的政策效应并不相同。具体而言:(1)中国是加入WTO履行关税削减义务的最大受益者,带来了福利的改善;(2)福利改善以贸易条件恶化为代价,带来了贸易量的增长;(3)由于对中国贸易条件的改善和贸易量的增长,世界其他国家也从中国的关税削减中受益;(4)中国的平均关税水平仍有下调空间,中国和世界还将从中国进一步扩大进口政策中获益。

关键词：扩大进口关税削减福利效应一般均衡分析反事实模拟